В нескольких словах
В Испании произошла крупнейшая авария в истории энергосистемы, оставившая без света Иберийский полуостров. Расследованы причины сбоя и последствия.
28 апреля 2024 года войдет в историю Испании как дата крупнейшего отключения электроэнергии. Катастрофический сбой, произошедший незадолго после полудня, оставил без света всю Иберийскую полуостров, вынудив отключить соединения с остальной Европой. На полное восстановление электроснабжения потребовались часы, и инженеры Red Eléctrica de España (REE), оператора системы, столкнулись с этим в реальной жизни впервые, а не в симуляторах.
В течение нескольких недель после отключения стали известны некоторые подробности. Известно о предыдущих колебаниях в испанской и европейской сети, о последовательном отключении нескольких генерирующих станций в трех провинциях на юге Испании, а также о неспособности REE локализовать отключение, чтобы оно не распространилось по всему полуострову. Гипотеза о кибератаке, активно обсуждавшаяся в первые часы, не подтвердилась. Однако до сих пор неясно, что вызвало эти три последовательных сбоя, которые привели к краху всей системы.
Вот краткий обзор того, что известно и что неизвестно об этом отключении:
За полчаса до...
До 12:02 ничто в Испании и Европе не предвещало, что всего через полчаса 55 миллионов человек на Иберийском полуострове останутся без света на несколько часов. Уже в 12:03 появились первые, пока незначительные признаки надвигающейся проблемы. Европейская сеть зафиксировала первое колебание, включая падение частоты. Организация, объединяющая операторов европейской электросети, предоставила данные о продолжительности этого события - четыре минуты.
В 12:19 произошел второй эпизод, длившийся около двух минут. Одна из версий предполагает, что эти колебания были связаны с последующим полным отключением электроэнергии.
В тот момент Испания практически не ощущала последствий этих событий. За исключением того, что некоторые генерирующие станции, зависящие от крупных энергетических компаний, уже обнаружили аномалии в сети, о которых, однако, не сообщили в REE.
Отключение
Правительственная комиссия расследует, связаны ли эти первые колебания с событиями, начавшимися в 12:32:57. Согласно информации, предоставленной Red Eléctrica и Министерством экологического перехода:
Эти три отключения на подстанциях в Гранаде, Бадахосе и Севилье, которые в итоге привели к краху всей системы, привели к совокупной потере 2,2 гигаватт за 20 секунд, что эквивалентно мощности более двух ядерных реакторов.
«Сразу после этого началась фаза каскадного отключения из-за перенапряжения», - заявил представитель. Ни REE, ни правительство не указали количество станций, прекративших подачу электроэнергии в сеть, не предоставили информацию о технологии, используемой на этих станциях, и о том, были ли они возобновляемыми источниками энергии или нет. Электростанции в Португалии и Франции, странам, куда Испания интенсивно экспортировала электроэнергию в тот момент, не отключались.
Падение частоты
После трех потерь генерации частота упала, а напряжение возросло как в Испании, так и в Португалии, с которой Испания имеет наиболее тесные связи и фактически действует как единый рынок электроэнергии. Падение частоты продолжилось в течение минуты 12:33, самого долгого и темного в истории испанской электроэнергетической системы. Между 18 и 21 секундами были достигнуты 48 герц, что на два ниже стандартного рабочего уровня.
Неудача противопожарной защиты
В этот момент ситуация стала критической. В REE автоматически активировались планы защиты от автоматического сброса нагрузки в Испании и Португалии, то есть отключение станций для предотвращения коллапса всей системы. Это было сделано до шести раз, без успеха, и до сих пор неизвестны причины, по которым не удалось контролировать ситуацию, чтобы отключение было ограничено частью полуострова.
Полуостров оставался без генерации до тех пор, пока не достиг уровня безопасности для остальной европейской системы: 15 гигаватт. После превышения этого порога, по проекту, полуостров отключается от европейской сети, к которой он присоединен через Францию, чтобы избежать возможного отключения во всей Европе.
Отсутствие инерции в системе
Помимо первоначальной причины, многие эксперты отметили, что доля солнечной и ветровой энергии на момент отключения способствовала каскаду сбоев после первой нестабильности, хотя министерство не желает вдаваться в этот вопрос, пока не будет установлена первоначальная причина трех потерь генерации. До инцидента испанская сеть в основном питалась от солнечной (59%) и ветровой (11%) энергии. Это не самые высокие показатели за последние недели, но они высоки в исторической перспективе.
Гигантские вращающиеся генераторы гидроэлектростанций, атомных электростанций и остальных тепловых электростанций обладают большой инерцией и накопленной кинетической энергией вращения, что помогает стабилизировать сеть при снижении генерации. Но, что важно, солнечные и ветряные электростанции не обеспечивают эту синхронную инерцию естественным образом. То есть отсутствие инерции могло ограничить способность компенсировать нарушения в сети.
Эта проблема известна в отрасли. ENTSO-E, фактически, имеет проект Project Inertia, чтобы «предложить безопасную и эффективную эксплуатацию декарбонизированной и готовой к будущему системы». И в последние дни появилось несколько отчетов самой Red Eléctrica, рассматривающих этот вопрос.
В настоящее время существуют технологические решения для создания синтетической инерции, которая сопровождает выработку солнечной и ветровой энергии, такие как электронные преобразователи или аккумуляторы. Кроме того, инерцию можно получить и с помощью возобновляемых источников: гидравлики. Испания может увеличить закачку — то есть схемы двух водохранилищ, которые служат для накопления энергии, которую можно сбросить в электросеть при необходимости. Указывается также на , который отстает в Испании, как еще одно из возможных решений.
Недостаточная взаимосвязь с Европой
Также указывается на историческую проблему нашей сети: недостаточную взаимосвязь Иберийского полуострова с европейской системой. На это указал в первые часы после отключения Эдуардо Прието, директор служб эксплуатации Red Eléctrica, подчеркнув безопасность: «чем больше взаимосвязаны электрические системы, тем они безопаснее, надежнее, способнее лучше справляться с нарушениями».
В Испании мощность межсоединений в 2023 году эквивалентна 4,4% нашей производственной мощности, что значительно ниже 15%, которые Европейский союз установил в качестве цели на 2030 год.
